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硅微振梁式加速度传感器中微杠杆结构的设计 被引量:11
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作者 裘安萍 苏岩 +1 位作者 施芹 黄丽斌 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期2204-2207,共4页
提出了一种采用微杠杆结构进行惯性力放大的硅微振梁式加速度传感器结构,阐述了其工作机理.在此基础上,讨论了两种不同的支点形式,分别推导了这两种结构形式的放大倍数计算公式,发现I型支点形式的放大倍数略高于II型支点,并采用有限元... 提出了一种采用微杠杆结构进行惯性力放大的硅微振梁式加速度传感器结构,阐述了其工作机理.在此基础上,讨论了两种不同的支点形式,分别推导了这两种结构形式的放大倍数计算公式,发现I型支点形式的放大倍数略高于II型支点,并采用有限元方法进行了仿真;分析了支点刚度以及输出轴刚度对放大倍数的影响;提出了微杠杆结构设计的原则. 展开更多
关键词 硅微振梁式加速度传感器 杠杆 放大倍数
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硅微振梁式加速度计抗温漂的微结构及工艺设计 被引量:5
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作者 王帆 董景新 +1 位作者 赵淑明 严斌 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期227-232,共6页
针对硅微振梁式加速度计输出频率随环境温度漂移的问题,提出了抗温漂的硅微结构设计方法及相关工艺,降低了环境温度对输出的影响,在室温条件即可达到一定精度。通过建立"硅-玻璃"和"玻璃-陶瓷"耦合模型,分析了造成... 针对硅微振梁式加速度计输出频率随环境温度漂移的问题,提出了抗温漂的硅微结构设计方法及相关工艺,降低了环境温度对输出的影响,在室温条件即可达到一定精度。通过建立"硅-玻璃"和"玻璃-陶瓷"耦合模型,分析了造成硅微振梁式加速度计温度漂移的原因。然后提出了"抗温漂耦合设计"的微结构和"半粘结封装"的封装工艺,降低了耦合模型中的理论温漂。利用加工出的原理样机进行实验,结果显示,采用抗温漂结构设计及封装工艺的原理样机,输出频率的温漂系数为-3.5×10-6/℃,室温下零偏稳定性为72.0μg。实验验证了抗温漂理论的可行性,可以满足室温下高精度硅微振梁式加速度计的设计要求。 展开更多
关键词 加速度 温度漂移 抗温漂耦合设计 半粘结封装
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硅微振梁式加速度计的温度检测及闭环控制 被引量:5
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作者 王帆 董景新 赵淑明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1590-1597,共8页
为实现硅微振梁式加速度计系统芯片级温度测量及系统闭环,本文针对系统的非惯性结构部分提出了微机电系统(MEMS)结构温度的芯片级测量和闭环控制优化方法。与以温控罩的温度作为参考温度的方法不同,该方法提出了供芯片级温度测量的MEMS... 为实现硅微振梁式加速度计系统芯片级温度测量及系统闭环,本文针对系统的非惯性结构部分提出了微机电系统(MEMS)结构温度的芯片级测量和闭环控制优化方法。与以温控罩的温度作为参考温度的方法不同,该方法提出了供芯片级温度测量的MEMS结构、工艺及配套电路,通过直接测量MEMS结构的温度完成实时补偿,从而提高了测量精度。该方法在闭环控制的前置电路中应用了二极管电容解调电路,与前期使用的跨阻或者跨导方案相比,对器件的要求从pA级降至nA级。运用时域方法求得二极管电路方案的解析解,提出参数优化设计方法,保证了电容测量输入与输出间的线性关系。最后,采用二阶最优模型对闭环控制的后置电路进行参数优化,控制了上电时间。配合硅微振梁式加速度计原理样机进行了实验。实验结果表明,温度补偿后的零偏稳定性为52.0μg,标度因子稳定性为16.0×10-6,分辨率为34.9μg。这些结果验证了本文理论的可行性。 展开更多
关键词 加速度 温度测量 电容测量 闭环控制
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压阻式硅微加速度传感器的结构设计与仿真 被引量:5
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作者 隋丽 石庚辰 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2003年第B03期52-55,共4页
一般的压阻式硅微加速度传感器结构多采用单梁加质量块的形式 ,这种形式的传感器灵敏度比较高 ,但它的横向效应较难克服 ,文中提出一种四梁结构的加速度传感器 ,通过仿真计算 。
关键词 压阻加速度传感器 结构设计 仿真 工作原理 受力分析 灵敏度 频率分析
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压阻式硅微型加速度传感器的研制 被引量:13
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作者 席占稳 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第11期31-33,共3页
利用微加工技术制作了压阻式硅微型加速度传感器,对制作的加速度传感器样品进行了动态测试,单臂梁结构的加速度传感器的灵敏度为1μV/gn,双臂梁结构加速度传感器的灵敏度为1.6μV/gn,结果与理论设计值基本吻合。
关键词 压阻加速度传感器 加工 动态测试 结构形
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电容式硅微加速度传感器的研究 被引量:3
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作者 洪连进 《电机与控制学报》 EI CSCD 1997年第4期250-253,共4页
本文分析了新型电容式加速度传感器,评价了其非线性;提出了将静电激振法用于该传感器的可能性,并给出了在静电力作用下可动系统(悬臂梁)弯曲的分析方法及临界电压的确定方法。
关键词 加速度传感器 静电激 加工 电容
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多晶硅纳米膜压阻超薄微梁加速度敏感结构 被引量:4
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作者 揣荣岩 白羽 +2 位作者 吴美乐 代全 靳晓诗 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第1期1-3,15,共4页
随着微机电系统(MEMS)技术的迅速发展,硅基加速度传感器已经得到广泛应用。但在敏感结构设计中,普遍存在灵敏度与固有谐振频率相互制约的矛盾。为此,采用多晶硅纳米膜作应变电阻,设计了300 nm超薄微梁加速度敏感结构。这种结构的设计改... 随着微机电系统(MEMS)技术的迅速发展,硅基加速度传感器已经得到广泛应用。但在敏感结构设计中,普遍存在灵敏度与固有谐振频率相互制约的矛盾。为此,采用多晶硅纳米膜作应变电阻,设计了300 nm超薄微梁加速度敏感结构。这种结构的设计改善了灵敏度与谐振频率之间的矛盾,使两者乘积值提高了30余倍,从而使压阻加速度计的性能得到大幅提升。 展开更多
关键词 加速度传感器 多晶纳米膜 压阻 超薄 频率
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压阻式高固有频率Z轴加速度敏感结构 被引量:3
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作者 揣荣岩 代全 +2 位作者 王健 梁峭 衣畅 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第9期4-7,共4页
基于微机电系统(MEMS)技术的加速度传感器因其性价比高、易于集成化而得到广泛应用,但在普通MEMS加速度敏感结构中仍然存在灵敏度和固有频率相互制约的弱点。为此,文中优化设计了一种压阻式新型加速度敏感结构,该结构在弹性梁加质量块... 基于微机电系统(MEMS)技术的加速度传感器因其性价比高、易于集成化而得到广泛应用,但在普通MEMS加速度敏感结构中仍然存在灵敏度和固有频率相互制约的弱点。为此,文中优化设计了一种压阻式新型加速度敏感结构,该结构在弹性梁加质量块的基本结构上引入了敏感微梁,在保证高灵敏度的同时,显著提高了固有频率。其灵敏度与固有频率的乘积可比普通MEMS加速度计提高25倍以上。 展开更多
关键词 加速度传感器 压阻 高固有频率 多晶纳米膜 MEMS
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高固有频率压阻加速度敏感芯片的结构与特性分析 被引量:2
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作者 杨宇新 揣荣岩 +3 位作者 张冰 姜贵民 李新 张贺 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第3期18-22,共5页
在悬臂梁-质量块MEMS加速度敏感结构的基础上,为提高其固有频率,拓展其应用领域,提出了一种带有直拉直压微梁的新型压阻式加速度敏感芯片,通过在结构中引入敏感微梁,达到均衡提高固有频率和灵敏度的目的。使用有限元法对结构的特性进行... 在悬臂梁-质量块MEMS加速度敏感结构的基础上,为提高其固有频率,拓展其应用领域,提出了一种带有直拉直压微梁的新型压阻式加速度敏感芯片,通过在结构中引入敏感微梁,达到均衡提高固有频率和灵敏度的目的。使用有限元法对结构的特性进行了仿真分析,结果表明该结构和普通MEMS加速度敏感结构相比,在保证较高灵敏度及良好线性输出的前提下,显著提高了固有频率,可达其87倍以上,同时改善了过载能力,可提高6倍以上。 展开更多
关键词 压阻 加速度传感器 敏感 灵敏度 固有频率 过载能力
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谐振敏感元件特性模拟器的研究
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作者 邢维巍 杜艳 樊尚春 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期41-45,共5页
为了实现谐振式硅微传感器测试仪器的直接校验,以及进行谐振式传感器反馈控制电路的优化研究,设计了能够模拟压阻拾振式谐振敏感元件特性的电路。其中压阻变换是该电路实现的关键。文章采用模拟电路实现对谐振敏感元件的电阻拾振特性的... 为了实现谐振式硅微传感器测试仪器的直接校验,以及进行谐振式传感器反馈控制电路的优化研究,设计了能够模拟压阻拾振式谐振敏感元件特性的电路。其中压阻变换是该电路实现的关键。文章采用模拟电路实现对谐振敏感元件的电阻拾振特性的模拟,得到受电压线性控制的交变电阻。对该电路进行了高频特性分析,提出一种可拓宽其频带的反馈补偿技术,从而改善电路的高频性能。实验结果表明,该模拟电路能够现实压阻变换功能,满足谐振敏感元件特性的要求。 展开更多
关键词 传感器 机械 压阻拾 模拟器 压控电阻 传感器
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